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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 文 摘 要
隨著全世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，現(xiàn)代物流作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，以及在經(jīng)濟(jì)上，工業(yè)化進(jìn)程中最為合理的綜合服務(wù)模式，正在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存取貨物的高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，是在不直接人工干預(yù)的情況下，自動(dòng)地對(duì)貨物存儲(chǔ)和取出的系統(tǒng)。因此作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)高科技產(chǎn)物，它對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成本有著非凡意義。
本文以設(shè)計(jì)了一臺(tái)能在倉(cāng)庫(kù)中運(yùn)輸、堆取貨物的機(jī)械設(shè)備——巷道式雙立柱堆垛起重機(jī)，并著重分析了其升降機(jī)構(gòu)、伸叉機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)的工作原理，并對(duì)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)、選取與尺寸計(jì)算。內(nèi)容包括：總體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析、起升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、伸叉機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)體支架設(shè)計(jì)及其他裝置設(shè)計(jì)等內(nèi)容。各機(jī)構(gòu)以電機(jī)的選取入手，通過(guò)對(duì)鋼絲繩、卷筒、鏈輪鏈條、皮帶輪皮帶的工作性能的分析設(shè)計(jì)計(jì)算與選取，從而設(shè)計(jì)合適的雙立柱式巷道堆垛機(jī)起重機(jī)的機(jī)架，進(jìn)而設(shè)計(jì)一臺(tái)性能完備的巷道式雙立柱堆垛起重機(jī)。
關(guān)鍵詞：雙立柱；自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)；巷道；物流；堆垛起重機(jī)；設(shè)計(jì)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 外 文 摘 要
Title Two-column hay stacker
Abstract
Along with continuously develop of the science technology and world economy, modern logistics which are an important part in the modern economy and a most economic reasonable comprehensive service mode in the process of industrialization, develops quickly in the global scope. Automated three-dimensional storehouse as an important composition part in logistics, is one kind of multilayered depositing cargo high structure warehouse systems. It dose not directly carries on the manual intervention in the situation automatically to save and to take out the system which the thing flows. It is the high tech product out of the development of modern industry society, which have the vital significance to enhance the productivity and reduce the cost.
This paper is taking designing a machine named double pillar alley Stacking Crane of engaging in piling things or transportation in storehouse. It analyses it’s hoisting mechanism, stretch fork mechanism , walk mechanism, working principle, and it’s aimed at each mechanism to design, select , and size’s calculate of double post alley stacking crane. Overall sport scheme’s design and analyze of structure, the design of hoisting mechanism , stretch fork’s mechanism design , walk mechanism’s design, organism frame design and other installation designs. Each mechanism with generator select to start, through calculating and selecting of the character of service of wire rope, reel, sprocket chain and the ship leather belt of leather belt to analyze and design, so to design the suitable frame of double pillar alley stacking crane, and then to design a double pillar alley stacker of complete natural capacity.
Keyword: Double Pillar; Automated Three-dimensional Storehouse; Alley; Logistics; Stacking Crane; Design
本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第Ⅰ頁(yè) 共 II 頁(yè)
目 錄
第1章 緒論 1
1.1課題背景 1
1.1.1巷道堆垛機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)與優(yōu)勢(shì) 1
1.1.2雙立柱巷道堆垛機(jī)的分類 2
1.2設(shè)計(jì)參數(shù) 2
第2章 總體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析 3
2.1雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)的總體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 3
2.2主要裝置 4
2.2.1底架 4
2.2.2立柱 4
2.2.3升降載貨臺(tái) 5
2.2.4 行走機(jī)構(gòu) 5
2.2.5升降機(jī)構(gòu) 5
2.2.6貨叉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 5
2.2.7堆垛機(jī)的控制裝置 5
2.3本章小結(jié) 6
第3章 雙立柱巷道堆垛機(jī)起升裝置的設(shè)計(jì) 7
3.1電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 7
3.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 7
3.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量 7
3.2鋼絲繩和滑輪設(shè)計(jì) 8
3.3 起重卷筒設(shè)計(jì) 9
3.4 渦輪蝸桿減速器的選取 10
3.5 本章小結(jié) 10
第4章 堆垛機(jī)伸縮貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 11
4.1伸縮貨叉的擾度與強(qiáng)度 11
4.1.1下叉的受力分析: 11
4.1.2 中叉的受力分析 12
4.1.3 前叉的設(shè)計(jì)分析 14
4.2貨叉各參數(shù)的選擇 15
4.3貨叉內(nèi)部零件的選取與校核 15
4.4貨叉伸縮裝置中的電機(jī)和減速器的選取 19
4.5本章小結(jié) 19
第5章 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 20
5.1 堆垛機(jī)行走輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 20
5.2 行走機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選取 21
5.3 V帶輪與V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算與選擇 21
5.4 行走機(jī)構(gòu)減速器的選取 23
5.5本章小結(jié) 24
第6章 雙立柱巷道堆垛機(jī)機(jī)體支架設(shè)計(jì) 24
6.1 機(jī)架設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)則和要求 24
6.2機(jī)架的設(shè)計(jì)步驟 25
6.3其他裝置設(shè)計(jì)和選擇 25
6.4 其他裝置設(shè)計(jì)和選擇 27
結(jié)論 27
致謝 28
參考文獻(xiàn) 28
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 29 頁(yè) 共 33 頁(yè)
1 緒論
20世紀(jì)，隨著世界全球經(jīng)濟(jì)的蓬勃快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，以及經(jīng)濟(jì)全球化席卷而來(lái)，世界各國(guó)面臨著前所未有的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。尤其中國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，全國(guó)各界人士紛紛投入自主創(chuàng)業(yè)的浪潮中，各地各種各樣的工廠企業(yè)蜂擁而起。各種各樣的產(chǎn)品并未滿足中國(guó)人民的需要，并呈現(xiàn)供不應(yīng)求的狀況，現(xiàn)代物流的發(fā)展呈現(xiàn)出前所未有的快速發(fā)展趨勢(shì)，在中國(guó)只顯一角。物流系統(tǒng)的改善和其具備的合理性，有利于加速中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程，提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。堆垛起重機(jī)是車間立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的起重運(yùn)輸設(shè)備，是立體倉(cāng)庫(kù)標(biāo)志性機(jī)器人。本文從堆垛機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)入手，著重就堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行初步的研究[1]。
1.1課題背景
1.1.1巷道堆垛機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)與優(yōu)勢(shì)
中國(guó)是人口大國(guó)，也是生產(chǎn)大國(guó)，自從我國(guó)躋身全球化，主動(dòng)參與和世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的浪潮中?？偹苤?jì)算機(jī)信息技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)致現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步膨脹，以及企業(yè)相互之間競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,市場(chǎng)對(duì)企業(yè)物流系統(tǒng)提出了新的要求，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)正是實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)合理化這一要求的關(guān)鍵。
隨著倉(cāng)庫(kù)的不斷壯大，倉(cāng)庫(kù)已經(jīng)不是想當(dāng)然的認(rèn)為只是雜亂無(wú)序的堆放貨物的概念了，而是向著自動(dòng)化，立體化方向發(fā)展，并且能夠快速方便堆放和存取。這是中國(guó)乃至世界物流所必須滿足的條件。而要完成這一快速存放行動(dòng)，人力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，單純的機(jī)械拉載也不可能完成。這時(shí)，物流專業(yè)人士構(gòu)想并發(fā)明了立體倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)，并不斷地對(duì)其完善，使之越來(lái)越得心應(yīng)手?？梢赃@么說(shuō)，堆垛機(jī)完全是社會(huì)進(jìn)步的產(chǎn)物，其偶然中包含了更多的必然。
巷道堆垛起重機(jī)不管按照支撐方式、控制方式，還是結(jié)構(gòu)、用途、運(yùn)行軌跡等方式分類，都主要由水平行走機(jī)構(gòu)、垂直起升機(jī)構(gòu)、栽貨臺(tái)及貨叉機(jī)構(gòu)、機(jī)架和電氣設(shè)備等基本部分組成。常見(jiàn)的主要分類形式如以下幾種：
①按照有無(wú)導(dǎo)軌，堆剁機(jī)可分為無(wú)軌堆垛機(jī)和有軌堆垛機(jī)。無(wú)軌堆剁機(jī)又稱三向堆垛叉車，顧名思義沒(méi)有固定的運(yùn)行軌道，具有靈活輕便的特點(diǎn)；有軌堆垛機(jī)則需沿巷道特定的軌跡運(yùn)行。有軌巷道堆垛機(jī)作業(yè)高度高，對(duì)倉(cāng)庫(kù)的利用率高，對(duì)巷道要求寬度小，可以進(jìn)行手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)和遠(yuǎn)距離集中控制，但必須配備出、入庫(kù)設(shè)備。
②按照用途不同，堆垛機(jī)可分為架橋式堆垛機(jī)和巷道式堆垛機(jī)。架橋式堆垛機(jī)當(dāng)前在城市中的建筑工地上多見(jiàn)，如起重機(jī)一樣同時(shí)具有叉車和起重機(jī)的雙重結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，具有橋架和回轉(zhuǎn)小車，立柱也不像巷道式堆垛機(jī)那樣，而是可伸縮的，立柱上裝有像貨叉一樣的取物裝置。橋式堆垛機(jī)取貨裝置在立柱上的運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)任意高度的貨物的堆垛和取出。但由于立柱的高度有限，橋式堆垛機(jī)只能適用于12m以下的中等倉(cāng)庫(kù)，且軌道寬度較大，只適用于笨重物料的搬運(yùn)和堆垛。
巷道堆垛機(jī)沿貨架倉(cāng)庫(kù)巷道內(nèi)的軌道運(yùn)行，行走快速平穩(wěn)，作業(yè)高度可達(dá)上百米。其最精妙之處是采用貨叉伸縮機(jī)構(gòu)，即貨叉可以伸縮，這樣就可以通過(guò)巷道寬度變窄來(lái)提高倉(cāng)庫(kù)的利用率；巷道堆垛機(jī)適用于各種高度的高層貨架倉(cāng)庫(kù)，除以上優(yōu)點(diǎn)之外，巷道堆垛機(jī)還要求有較高的運(yùn)行速度和生產(chǎn)效率、配備出入倉(cāng)庫(kù)裝置較高的制造和安裝精度、多節(jié)伸縮貨叉或貨板、較高的電氣傳動(dòng)調(diào)速且制動(dòng)平衡、停車準(zhǔn)確、要有安全保護(hù)裝置等特點(diǎn)[2]。
1.1.2雙立柱巷道堆垛機(jī)的分類
巷道堆垛機(jī)按結(jié)構(gòu)不同可分為單立柱型巷道堆垛機(jī)和雙立柱型巷道堆垛機(jī)[18]。
單立柱型巷道堆垛機(jī)的機(jī)架結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，由一根立柱、上橫梁和下橫梁組成一個(gè)工字形框架。立柱多采用較大的H型鋼或由生產(chǎn)家根據(jù)商家要求特制焊接定作的，立柱上附加凹槽導(dǎo)軌，立柱上段設(shè)有鋼絲繩卷筒。他的提升機(jī)構(gòu)正是由鋼絲繩傳動(dòng)動(dòng)力，拉動(dòng)載貨臺(tái)沿著立柱運(yùn)動(dòng)。單立柱堆垛機(jī)正是憑借這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)被很多小型企業(yè)應(yīng)用。另外單立柱堆垛機(jī)總體質(zhì)量輕，制造起來(lái)消耗鋼材少，成本低，價(jià)格也就相對(duì)低，再主要是維修方便。但也有一定的不足，運(yùn)行速度不能太大，載重量也不能太大，提升高度在10米左右。
雙立柱機(jī)構(gòu)的堆垛機(jī)的機(jī)架比起單立柱的要多一根立柱。立柱往往加工成方管，立柱上也可加工凹槽導(dǎo)軌。雙立柱堆垛機(jī)強(qiáng)度，剛度要比單立柱大的多，載重量和運(yùn)行速度都比較大，提升高度往往在20米左右，運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)震動(dòng)。對(duì)于大型立體倉(cāng)庫(kù)，雙立柱堆垛機(jī)是不二之選。雙立柱堆垛機(jī)的起升機(jī)構(gòu)普遍采用鏈條（鋼絲繩）傳動(dòng)，鏈條帶動(dòng)上橫梁上的鏈輪或滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)。由于鏈條傳動(dòng)多采用封閉鏈或配重裝置，受空間尺寸限制，傳動(dòng)和布置較復(fù)雜，但定位較準(zhǔn)確[2]。
1.2設(shè)計(jì)參數(shù)
表1.1 載重量為3噸的雙立柱巷道堆垛起重機(jī)的主要性能參數(shù)
序號(hào)
技術(shù)項(xiàng)目
技術(shù)指標(biāo)
1
主體結(jié)構(gòu)形式
雙立柱、單深位、單貨臺(tái)
2
貨叉形式
單副伸縮式存取貨叉
3
適合高度
12m以下
4
適合載荷
小于3t
3
最大走行速度,m/min
120(自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))
4
水平加速度,m/s
0.4(自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))
5
最大升降速度,m/ min
12（滿載）,20（空載）
6
升降加速度,m/s
0.5（自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)）
7
最大伸叉速度
20（滿載）,30（空載）
8
伸叉加速度,m/s
0.4自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)
9
水平走行定位精度,mm
5
10
垂直升降定位精度, mm
5
11
伸叉定位精度,mm
5
12
行走驅(qū)動(dòng)
下部驅(qū)動(dòng)
13
升降驅(qū)動(dòng)
電機(jī)帶動(dòng)，鋼絲繩牽引
14
伸叉驅(qū)動(dòng)
電機(jī)帶動(dòng)鏈輪和鏈條驅(qū)動(dòng)
15
作業(yè)形式
單一和復(fù)合循環(huán)
16
供電方式
低部安全滑觸線
17
控制操作方式
手動(dòng)/自動(dòng)/在線
2 總體結(jié)構(gòu)分析和運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)
2.1雙立柱巷道堆垛起重機(jī)的整體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)
因?yàn)榕c單立柱相比，雙立柱堆垛機(jī)載重量大，強(qiáng)度高，剛性好，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)顫動(dòng)，能夠準(zhǔn)確定位，被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中，基于這些優(yōu)點(diǎn)，我決定對(duì)雙立柱巷道堆垛起重機(jī)進(jìn)行鉆研和設(shè)計(jì)。
作為當(dāng)代通用堆垛機(jī)，安全，準(zhǔn)確，快速性是其必須具備的特點(diǎn)，所以必須滿足以下設(shè)計(jì)要求：
（1）具備嚴(yán)格的三維運(yùn)動(dòng)功能，能在高且窄的巷道中進(jìn)行快速升降作業(yè),能夠適應(yīng)便于高層、低層存取貨物。堆垛機(jī)能夠同時(shí)進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)，且不相互干擾。
（2）堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理安全，具有良好的剛度和強(qiáng)度，不至于在承受載荷后，彎曲變形影響定位精度過(guò)。
（3）具備安全保護(hù)措施；
（4）在滿足以上優(yōu)良性能的前提下，盡可能地減少多余的零件設(shè)計(jì)，減輕堆垛機(jī)各部位的重量，來(lái)提升電機(jī)功率和減小行走時(shí)不必要的摩擦阻力；
根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求制定雙立柱巷道物流堆垛起重機(jī)的總體運(yùn)動(dòng)方案[19]。
在這個(gè)課題中由于堆垛機(jī)上下橫梁均采用軌道作為堆垛機(jī)滑軌，在保證堆垛機(jī)沿貨叉方向的平穩(wěn)性已經(jīng)足夠了，所以上下軌道我均采用單軌道作為滑軌。這樣即可以節(jié)約占地空間，又可以降低軌道與機(jī)器的生產(chǎn)制造成本。
堆垛機(jī)的起升機(jī)構(gòu)多數(shù)采用鏈傳動(dòng)或鋼絲繩傳動(dòng)，為了減小體積在這里我采用鋼絲繩—卷筒傳動(dòng)；在貨叉結(jié)構(gòu)中目的保證伸縮平穩(wěn)性的高精度，可以采用鏈輪—鏈條傳動(dòng)；在水平行走的部分為了達(dá)到行走平穩(wěn)的要求采用皮帶輪傳動(dòng)[3]。
堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2.1、2.2所示
圖2.1單立柱堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖2.2雙立柱堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.2主要裝置
2.2.1底架
由兩端的行走輪支架及鋼板焊接成的矩形梁構(gòu)成，起支撐整體重量的作用。
2.2.2立柱
立柱截面為空心矩形，具有良好的強(qiáng)度，節(jié)省材料，還有減震的作用。
貨叉沿立柱上下運(yùn)動(dòng)，承受載荷后，會(huì)對(duì)立柱與貨叉結(jié)合處產(chǎn)生極大的力矩，所以在立柱兩側(cè)加工有垂直導(dǎo)向槽，可以通過(guò)導(dǎo)向輪對(duì)載貨臺(tái)起到一定的支撐作用。也能防止貨叉前后移動(dòng)。
2.2.3升降載貨臺(tái)
為U型結(jié)構(gòu)，其豎支架內(nèi)側(cè)面有導(dǎo)向輪可以在立柱內(nèi)的導(dǎo)向槽內(nèi)沿著立柱升降，升降運(yùn)動(dòng)采用鋼絲繩牽引。
升降載貨臺(tái)水平支架上設(shè)有貨叉，可沿貨叉方向前后滑動(dòng)，叉取貨架倉(cāng)位上的貨物或?qū)⒇浳锓胖玫截浖苌希洸鏋殒溳嗘湕l式驅(qū)動(dòng)。
2.2.4 行走機(jī)構(gòu)
堆垛機(jī)底架裝有的四個(gè)行走輪，支撐整個(gè)堆垛機(jī)的全部載荷 ,帶動(dòng)堆垛機(jī)沿天地軌方向運(yùn)動(dòng)。堆垛機(jī)的行走是由裝在裝有皮帶輪，帶制動(dòng)的減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)動(dòng)。減速電機(jī)靠自身減速實(shí)現(xiàn)水平平穩(wěn)可靠的行走。
2.2.5升降機(jī)構(gòu)
載貨臺(tái)以立柱外側(cè)的導(dǎo)向槽為導(dǎo)向，依靠夾在導(dǎo)向槽內(nèi)的導(dǎo)向輪起導(dǎo)向作用以保證上下運(yùn)行，且不會(huì)發(fā)生偏移。由減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)繞有鋼絲繩的卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼絲繩牽引升降臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)。所選用電機(jī)通過(guò)減速器來(lái)調(diào)節(jié)卷筒速度，讓升降更加平穩(wěn)可靠，并且可以將載貨臺(tái)穩(wěn)定準(zhǔn)確的保持在某一高度。
垂直升降部分包括滑輪、卷筒。
2.2.6貨叉驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)貨叉上的鏈輪，鏈輪帶動(dòng)齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪與裝在中叉上的齒條嚙合，帶動(dòng)中叉運(yùn)動(dòng)，使得貨叉可以伸縮取貨。所選用電機(jī)通過(guò)自身減速讓貨叉伸縮更加平穩(wěn)可靠。
貨叉的伸縮速度可按載重的不同自動(dòng)調(diào)節(jié)，且速度變化平滑，讓承載貨物保持穩(wěn)定[4]。
2.2.7堆垛機(jī)的控制裝置
堆垛機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的控制系統(tǒng)包括以下功能。
1、位置功能
自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)一般采用高層抽屜式貨架結(jié)構(gòu)，貨架的行、列、段的方向分別用X、Y、Z坐標(biāo)表示。機(jī)器自動(dòng)確定位置，首先是在某一位置發(fā)出減速指令讓堆垛機(jī)減速，而后在規(guī)定位置發(fā)出停機(jī)信號(hào)。這就要求堆垛機(jī)必須能夠時(shí)刻檢測(cè)出現(xiàn)在的位置。可以在各個(gè)坐標(biāo)軸上安裝有傳感器，可以在任意位置對(duì)堆垛機(jī)進(jìn)行定位。
2、速度控制
速度控制是指在提高作業(yè)效率的高速度的前提下，不至于使貨物由于慣性倒塌，以及防止堆垛機(jī)在高速?zèng)_撞引起的破壞，同時(shí)也為了便于最終穩(wěn)定微速達(dá)到高精度定位的目的。
3、貨叉控制
伸縮貨叉向前或向后進(jìn)行順序叉取操作的控制功能，來(lái)完成堆垛機(jī)出庫(kù)和入庫(kù)作業(yè).
4、安全保護(hù)裝置
確保操作人員的人身和貨物的安全必不可少，其上必須配備完善的安全保護(hù)裝置。此論文中設(shè)計(jì)了以下幾種安全保護(hù)裝置：
（1）堆垛機(jī)貨叉在立柱上的上、下端自動(dòng)停止保護(hù)
貨叉在進(jìn)行垂直升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能超過(guò)立柱導(dǎo)軌的上下部分。因此在導(dǎo)軌上下端各設(shè)置一個(gè)限位傳感開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能。
（2） 載貨臺(tái)負(fù)荷限制
當(dāng)在載貨臺(tái)超載時(shí)，應(yīng)立即切斷起升機(jī)構(gòu)動(dòng)力，并及時(shí)報(bào)告給工作人員。當(dāng)載貨臺(tái)卡主引起鋼絲繩不緊張，堆垛機(jī)也會(huì)產(chǎn)生同樣反應(yīng)。
（3）速度過(guò)渡裝置
當(dāng)堆垛機(jī)走到軌道的某一位置時(shí)，速度應(yīng)由高變低。本論文中可以設(shè)置安裝一個(gè)傳感接近反饋開(kāi)關(guān)。
（4）貨叉保護(hù)裝置
堆垛機(jī)在工作過(guò)程中，往往需要讓貨叉準(zhǔn)確伸縮停留在某一位置，等待下一步作業(yè)指令，可安裝一個(gè)傳感制動(dòng)器來(lái)解決該問(wèn)題。
（5）載貨臺(tái)斷繩保護(hù)裝置
當(dāng)鋼絲發(fā)生緊急狀況例如斷裂時(shí),堆垛機(jī)必須能夠立即將載貨臺(tái)停止，避免墜車事故的發(fā)生.這要求安全保護(hù)裝置必須非常高的靈敏度、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，作用可靠。本論文中使用最常見(jiàn)簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)——凸輪連桿機(jī)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能要求。一旦鋼絲繩斷裂，彈簧力作用在連桿上，使凸輪快速卡在立柱導(dǎo)軌里阻止載貨臺(tái)墜落。正常工作時(shí)，彈簧作用于連桿來(lái)平衡載貨臺(tái)及其上貨物的質(zhì)量，彈簧處于壓縮狀態(tài)，凸輪與升降機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌分離[4]。
2.3本章小結(jié)
本章對(duì)堆垛機(jī)的構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)的介紹以及安全保護(hù)裝置做了認(rèn)真分析，通過(guò)查閱資料對(duì)堆垛機(jī)整體總結(jié)構(gòu)思和設(shè)計(jì)計(jì)算，才對(duì)其重要部件進(jìn)行了選取。通過(guò)對(duì)堆垛機(jī)的整體考慮，選取了適合自己當(dāng)前水平的最好方案。
3 雙立柱堆垛機(jī)垂直起升裝置的設(shè)計(jì)
3.1電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算
3.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型
異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、容易制造、堅(jiān)固耐用、價(jià)格低廉、運(yùn)行效率較高[7]。
變頻調(diào)速，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系，能滿足堆垛機(jī)出入庫(kù)操作穩(wěn)定和高速運(yùn)行的要求，變頻調(diào)速具有啟動(dòng)性能好、調(diào)速范圍寬、速度變化平穩(wěn)和完善的過(guò)電壓過(guò)電流保護(hù)功能[5]。
按本文設(shè)計(jì)計(jì)算，選用YVF2系列變頻可調(diào)速三相異步交流電動(dòng)機(jī)。
3.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量
工作機(jī)所需功率P為
P= (2.1)
式中：P——發(fā)動(dòng)機(jī)功率（kw）
F——作用力（N）
V——運(yùn)行速度
電機(jī)的輸出功率P為
P=KW (2.2)
式中，為異步電機(jī)到卷筒軸的傳動(dòng)總效率。
取凸緣聯(lián)軸器效率=0.99；滾動(dòng)軸承效率；蝸桿傳動(dòng)效；卷筒的傳動(dòng)效率，則，
由
故
因載荷平穩(wěn)無(wú)波動(dòng)，電機(jī)額定功率稍大于即可，查Y2系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè)，所選提升電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YVF2-180L-8，電機(jī)額定功率為=11KW
3.2鋼絲繩和滑輪設(shè)計(jì)
（1）鋼絲繩的選擇
本設(shè)計(jì)必須計(jì)算嚴(yán)謹(jǐn)精確，全面。計(jì)算公式如下：
（2.3）
式中：d——鋼絲繩最小允許直徑mm；
F——鋼絲繩最大靜拉力N；
C——選擇系數(shù)mm/。
選擇系數(shù)C由下式計(jì)算：
（2.4）
式中：n——安全系數(shù)；
k——鋼絲繩捻制系數(shù)；
w——鋼絲繩充滿系數(shù)。
對(duì)于大多數(shù)起升機(jī)構(gòu)n值為6；選取鋼絲繩，則；鋼絲繩填充系數(shù)，。
則
鋼絲繩的拉力 （2.5）
已知m=31000kg,g=9.8N/kg;
因?yàn)榫硗沧笥覂筛摻z繩同時(shí)作用
可求得單根鋼絲繩上；
由此可求得
參照GB8918-88 選取d=12mm。
即所選鋼絲繩為：
根據(jù)鋼絲繩與滑輪配合關(guān)系表，查得的滑輪外徑，軸徑；選用A型滑輪；
則所選滑輪為： 滑輪A12
3.3 起重卷筒設(shè)計(jì)
卷筒上螺旋槽部分長(zhǎng)為
P （2.6）
雙聯(lián)卷繞卷筒長(zhǎng)度為
（2.7）
式中： D——卷筒名義直徑,
——鋼絲繩直徑
——最大卷起高度
a——滑輪組倍率
——卷筒計(jì)算直徑
——固定鋼絲繩的安全圈數(shù)
L1——無(wú)繩槽的卷筒端部尺寸
L2——固定端尾端所需長(zhǎng)度，
已知：，查GB/T3811-1983，h常取6
則
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表取
P——繩槽槽距
查表卷筒槽形得知，槽底半徑。
取Z=2，則
即所選卷筒為：卷筒
3.4 蝸輪渦桿減速器的選擇
電機(jī)將動(dòng)力傳遞給凸緣聯(lián)軸器，再傳遞至蝸桿。升降機(jī)構(gòu)中的減速器可根據(jù)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比從標(biāo)準(zhǔn)中選用。
堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比例由下式計(jì)算：
（2.8）
式中：—電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速；
—卷筒的轉(zhuǎn)速
代入式中算得：
查變速器和減速器設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取減速器型號(hào)為：
3.5 本章小結(jié)
本章對(duì)堆垛機(jī)的垂直升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行了選擇和計(jì)算，并對(duì)其中的主要元件的強(qiáng)度剛度進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)全面校核計(jì)算，符合自己的設(shè)計(jì)要求。
4 堆垛機(jī)伸縮貨叉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1伸縮貨叉的擾度與強(qiáng)度
貨叉在存取貨物時(shí)插入貨架中的部分,厚度設(shè)計(jì)的應(yīng)盡量薄,同時(shí)貨叉前端的擾度控制在最小，.貨叉各參數(shù)如下:
W: 負(fù)載 E: 材料的彈性系數(shù)
I ,I, I: 分別為下叉，中叉，上叉的重力方向的矩
4.1.1下叉的受力分析:
如圖4.1所示
圖4.1下叉的受力分析
對(duì)下叉進(jìn)行受力分析，設(shè)距離A段為x，則在x處截面上產(chǎn)生的相反力
時(shí)的彎矩方程為：
（4.1）
積分求得BC端截面轉(zhuǎn)角為：
i = i-dx= i- [+(x-a)] （4.2）
BC端截面撓度為：
= ix-dx= ix-[+(x-a)] （4.3）
當(dāng)x= 0時(shí),A端的截面轉(zhuǎn)角
i= -( +b) （4.4）
當(dāng)x=l時(shí)，將式4.3 代入式 4.2 和式 4.1 中，分別算出在支撐點(diǎn)c點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角和撓度。
（4.5）
= - （4.6）
4.1.2 中叉的受力分析
如圖4.2所示：因載荷W的作用，在間產(chǎn)生反力P,P，
圖4.2 中叉的受力分析計(jì)算
進(jìn)行受力分析時(shí)，在BF段內(nèi)，取距F左端距離為x的截面為研究對(duì)象
當(dāng)時(shí)，可算得其轉(zhuǎn)矩方程為:
M= Px=x （4.7）
積分得出其轉(zhuǎn)角
i== -+i （4.8）
撓度為：
= -+ ix+ （4.9）
當(dāng) x=b時(shí)，B端的截面轉(zhuǎn)角
i= （4.10）
當(dāng)x=b時(shí)，將式4.6代入式4.4和式4.5中，分別得出BF段的轉(zhuǎn)角和撓度
i= - （4.11）
= - （4.12）
如圖4.3所示：將d段作為研究對(duì)象,c點(diǎn)作為固定端,由于載荷W在中叉產(chǎn)生的反力為P和P,而由這些反力作用在貨叉前端
圖4.3 受力分析
彎矩方程為：
（4.13）
以固定端E視為坐標(biāo)原點(diǎn)，算得：P=W
以固定端D視為坐標(biāo)原點(diǎn)，算得：P=W
積分得出其撓度為：
= -dx= -[ Px- P(x-d)] （4.14）
當(dāng)x=l時(shí)，代入式（4.7）算得：
（4.15）
i= -dx= -] （4.16）
當(dāng)x=l時(shí)，代入式（4.8）算得：
i= -[-e(l-d)+(e+d)l] （4.17）
所以 = i(l-l)
4.1.3 前叉的設(shè)計(jì)分析
載荷W在d區(qū)間產(chǎn)生的反作用力有P, P，在E點(diǎn)的向下傾斜角為i，撓度為，受力分析如圖4.4所示：
圖4.4 前叉的受力分析
轉(zhuǎn)矩方程為：M=x
積分求得其轉(zhuǎn)角為：
i== -+i （4.18）
撓度為：
= - （4.19）
當(dāng)x=d時(shí)，D端的截面轉(zhuǎn)角
i= （4.20）
當(dāng)x=d時(shí)，將式代進(jìn)式 和式 中，分別算得E點(diǎn)的轉(zhuǎn)角和撓度：
= - = -(l-l)
因此，總擾度為：
注：當(dāng)貨叉進(jìn)入貨架為1100mm時(shí)，值應(yīng)控制在。
4.2貨叉各參數(shù)的選擇
l=1000mm l=600mm l=750mm l=120mm
故可取上叉、下叉、中叉長(zhǎng)為：
L= l=25=1100mm
L=b+c+d+25=1100mm
L= l-c+ 25=1100mm
上叉為平板狀，并取其寬為1100mm，板厚取100mm，其余設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)注于裝配圖上。并且因各數(shù)據(jù)取值都偏大，不用予以校核，能滿足條件。
4.3貨叉內(nèi)部零件的選取與校核
4.3.1 軸承的選取校核
由本設(shè)計(jì)選取貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮速度為,所以各軸承所承受的壓力為
轉(zhuǎn)速為n=10000r/d (r/min)
則 d=C=110
,取C=110
d=16.2mm
取d=20mm, 則n=10000/20=159.2r/min
查表，選擇深溝球軸承，代號(hào)為
其基本參數(shù)為： B=19mm
c=31000N c=15200N
徑向載荷F=150010/4=3750N
軸向載荷F=0N
F/ F=0
>h=6000h 故軸承壽命滿足條件。則軸承選取合適。
4.3.2 齒輪的選取校核
1、選取齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度HB=217—255，平均硬度為236[6]。
2、初步計(jì)算傳動(dòng)尺寸
為軟齒面開(kāi)式傳動(dòng)d=
（1）轉(zhuǎn)矩T=9.55P/n=162.43d N·mm
（2）設(shè)計(jì)時(shí)，因V值未知，K不能確定，故可初選K=1.4
（3）取齒寬系數(shù)=1.1
（4）取彈性系數(shù)Z=189.8
（5）初選螺旋角=12，取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z=2.46
（6）初選Z=23，齒條=
則得重合度=[1.88-3.2（1/ Z+1/ ）]cos=1.7
取軸面重合度=0.318Ztg=1.77
取重合度系數(shù)Z=0.765
(7) 取螺旋角系數(shù)Z=0.99
(8) 許用接觸應(yīng)力由式[=
取接觸疲勞極限應(yīng)力為=595MPa
齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N=60naL=1.08
取壽命系數(shù)Z=1.06 取安全系數(shù)S=1.0
則[===630.7 MPa
（9）齒輪的分度圓直徑d,初算為u=Z/Z= 故
則d==130mm
3、確定傳動(dòng)尺寸
（1）計(jì)算載荷系數(shù)
取使用系數(shù)K=1.0
因V=m/s
取動(dòng)載系數(shù)K=1.15
取齒向載荷分布系數(shù)K=1.11
取齒間載荷分配系數(shù)K=1.2
故K= K K K K=1.53
（2）對(duì)修正d==133.9mm
（3）確定模數(shù)m=dcos/Z=5.69 取m=6
（4）故d===141mm 并取b=50mm
4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度=[
式中各參數(shù)：
(1) 各值同前
(2) 因當(dāng)量系數(shù)Z=Z/cos12=23.5
故取齒形系數(shù)Y=2.64，應(yīng)力修正系數(shù)Y=1.58
(3) 取重合度系數(shù)Y
(4) 取螺旋角系數(shù)Y
(5)許用彎曲應(yīng)力[
取彎曲疲勞極限應(yīng)力MPa
取壽命系數(shù)Y， 取安全系數(shù)S
故 [ =1.0 MPa
則 ==4.29MPa〈176MPa=[
故能滿足齒根彎曲疲勞極限。 設(shè)計(jì)合理。
4.3.3 鏈輪鏈條的選取校核
設(shè)軸徑d=80mm，鏈傳動(dòng)比i=1
鏈速n=V=79.6r/min
P=0.1
1、選擇鏈輪齒數(shù)：初步確定Z=21
2、定鏈的節(jié)距
取K，齒數(shù)系數(shù)K，多排鏈系數(shù)K
所需傳遞功率為kW
由此，可選取滿足條件的08A鏈，P=12.7mm
3、定鏈長(zhǎng)、中心距
初定中心距a=40p，則鏈節(jié)數(shù)
L=101節(jié)
鏈長(zhǎng)L=LP/1000=10112.7/1000=1.28m
中心距a==508mm
中心距調(diào)整量mm
實(shí)際中心距mm
4、求作用在軸上的力
工作拉力F=1000P/V=1500N
作用在軸上的壓力F=1.2F=1800N
軸徑mm
取d=16mm 取輪徑D=80mm
計(jì)算結(jié)果及所有參數(shù)確定：鏈條規(guī)格：08A單排鏈，101節(jié)，長(zhǎng)1280毫米，大小輪齒數(shù)都為21，中心距mm，壓軸力，軸徑d=16mm，輪徑D=80 mm【10】。
4.4貨叉伸縮裝置中的電機(jī)和減速器的選取
齒輪5的轉(zhuǎn)速為
電機(jī)功率：P=/=0.55kw
選取電機(jī)功率為1.1kw，電機(jī)型號(hào)為：YVF2-90S-6
轉(zhuǎn)速為980r/min,安裝型式選取B3
為此，減速器的傳動(dòng)比為i=980/45.17=21.7
則選取減速器型號(hào)為TZSD112【12】。
4.5本章小結(jié)
本章對(duì)堆垛機(jī)的貨叉機(jī)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致仔細(xì)的分析，分別對(duì)貨叉機(jī)構(gòu)的上叉、中叉、下叉等進(jìn)行了結(jié)構(gòu)計(jì)算和受力的分析，尤其對(duì)撓度轉(zhuǎn)角進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算。
5 堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 堆垛機(jī)行走輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
行走輪的允許載重量等各參數(shù)間有下列關(guān)系式：
P=KD（B-2r）（kg） (5.1)
K=（kg/cm） (5.2)
式中：P—容許載荷重量（kg）
D—車輪的最大直徑（cm）
B—鋼軌寬（cm）
r—鋼軌端部的圓角半徑（cm）
K—許用壓力系數(shù)（kg/cm）
v—走行速度（m/min）
k—許用應(yīng)力（球墨鑄鐵的許用應(yīng)力為50）（kg/cm）
首先確定B=6.4cm，r=0.2cm, k=50 kg/cm, v=80m/min
則 K===33.3（kg/cm）
行走輪所受壓力主要根據(jù)疲勞計(jì)算輪壓選取，其計(jì)算公式由下：
= （5.3）
式中：—疲勞計(jì)算的輪壓（N）；
—工作時(shí)最大允許載荷量（N）；
—正常工作時(shí)最小輪壓（N）
又根據(jù)車輪直徑的計(jì)算公式：
（5.4）
式中:—轉(zhuǎn)速系數(shù)；
—工作級(jí)別系數(shù)；
—接觸應(yīng)力常數(shù)
首先確定 =6.0，=0.82，=1.25,l=30mm，代入式（5.3），式（5.4）中算得：D=135mm
車輪的轉(zhuǎn)速為：
車輪的軸徑為d，為滿足選擇合適的軸承，取d=15mm
軸上的軸承選取型號(hào)為6202，基本尺寸為：d=15mm，D=35mm，B=11mm【13】。
5.2 行走機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選取
行走機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)所需的功率為可按下式計(jì)算：
（kW） （5.5）
式中：—行走阻力；
v—行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度
—行走機(jī)構(gòu)的總效率，一般可取0.85-0.95
由上式可知，只需求出行走阻力即可，行走阻力的大小由下式計(jì)算：
（5.6）
式中： G—堆垛機(jī)總重，約為5000kg
—滾動(dòng)摩擦系數(shù)，查表取0.05
將（5.6）代入（5.5）即可得：
取為P=5.5kw,選取電機(jī)型號(hào)為YVF2-132M2-6m。
5.3 V帶輪與V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算與選擇
1、設(shè)計(jì)功率為
（5.7）
式中 ——工況系數(shù)；
由于是起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)，查表得=1.2，則
2、選定帶型
根據(jù)和,查表確定為P-I型。
3、傳動(dòng)比為
（5.8）
由行走速度初步確定小帶輪的轉(zhuǎn)速為
則
4、確定小帶輪基準(zhǔn)直徑
大帶輪直徑則小帶輪的基準(zhǔn)直徑為
（5.9）
則
5、帶速為
（5.10）
則
此處
6、初定軸間距
按要求取
7、所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度為
（5.11）
則 :
選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度為609mm。
8.實(shí)際軸間距為
（5.12）
則
（1）安裝時(shí)所需最小軸間距為
（5.13）
查表得，則
（1） 張緊或補(bǔ)償身長(zhǎng)所需最大軸間距為
（5.14）
則
9.小帶輪包角為
（5.15）
則
10.皮帶輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5.1所示：
圖5.1皮帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
5.4 行走機(jī)構(gòu)減速器的選取
行走機(jī)構(gòu)中的減速器是根據(jù)皮帶輪傳動(dòng)傳動(dòng)比從標(biāo)準(zhǔn)中選用。
行走機(jī)構(gòu)由下式確定傳動(dòng)比：
（5.16）
式中， —電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；—行走車輪的轉(zhuǎn)速
代入相關(guān)數(shù)據(jù)到式（5.7）中算得：
可選取減速器的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)為SEW型R[6]
5.5本章小結(jié)
本章主要對(duì)堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算設(shè)計(jì)，對(duì)其中的重要部件進(jìn)行校核計(jì)算。
6 雙立柱巷道堆垛機(jī)機(jī)體支架設(shè)計(jì)
6.1 機(jī)架設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)則和要求
6.1.1機(jī)架設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則
1、剛度要求
在保證一定外形的前提下，剛度是對(duì)機(jī)架的主要要求。例如，在齒輪減速器中，齒輪的嚙合性及運(yùn)轉(zhuǎn)性能是否良好一定程度上是有箱體的剛度決定的。機(jī)床的大部分零部件中，床身的剛度往往決定了機(jī)床的作業(yè)效率和加工產(chǎn)品精度。
2、強(qiáng)度要求
對(duì)于大部分的設(shè)備機(jī)架，往往剛度達(dá)到一定要求，就能滿足一定強(qiáng)度要求。但對(duì)于重載大型設(shè)備，強(qiáng)度要求必須上升的一定的高度。其要求是在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中，最大載荷處的應(yīng)力都不大于允許應(yīng)力。
3、穩(wěn)定性要求
對(duì)于細(xì)長(zhǎng)零件或薄壁零件，在受壓情況下會(huì)存在失穩(wěn)問(wèn)題。失穩(wěn)一定時(shí)間內(nèi)會(huì)對(duì)機(jī)器整體產(chǎn)生巨大的破壞，這是設(shè)計(jì)必須注意的。
4、其他
如熱散發(fā)的要求；易受腐蝕及特定環(huán)境，如易被化學(xué)物質(zhì)侵蝕等的要求；高精密的小機(jī)械、儀表等注意熱變形的要求等。
6.1.2 機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求
從機(jī)械專業(yè)和經(jīng)濟(jì)角度看，在滿足機(jī)架設(shè)計(jì)要求的大前提下，根據(jù)機(jī)架的不同用途和所處環(huán)境，應(yīng)著重考慮以下要求。
1、 重量要輕，材料合適，成本較低
2、 結(jié)構(gòu)合理，便于制造，便于安裝、調(diào)整、修理和更換
3、工藝性好，本身的內(nèi)應(yīng)力小，受環(huán)境溫度變化引起的變形小。
（1）具有一定的抗震性。
（2）抗腐蝕性強(qiáng)，機(jī)架結(jié)構(gòu)盡量在使用期限內(nèi)最少次數(shù)修理。
（3）導(dǎo)軌面受力均勻，耐磨性好[14]。
6.2機(jī)架的設(shè)計(jì)步驟
1、首先確定堆垛機(jī)框架形狀和尺寸。根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和一般要求，初步確定堆垛機(jī)框架結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，以確保堆垛機(jī)內(nèi)外零部件能正常工作。并要求機(jī)架能夠在立體倉(cāng)庫(kù)巷道內(nèi)最小阻力的運(yùn)行。
圖6.1機(jī)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2、分析堆垛機(jī)整體載荷情況。載荷包括動(dòng)載荷和靜載荷，機(jī)架上的設(shè)備重量、機(jī)架本身重量是靜載荷；設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的額外載荷為動(dòng)載荷。立柱上開(kāi)有導(dǎo)向槽，來(lái)確保貨叉在升降過(guò)程中不會(huì)側(cè)翻。
3、本設(shè)計(jì)針對(duì)以上所要求的標(biāo)準(zhǔn)，主要是在符合載荷和運(yùn)行速度的前提下，再結(jié)合雙立柱巷道堆垛機(jī)在實(shí)際倉(cāng)庫(kù)中的工作狀況，確定機(jī)架的基本尺寸：
機(jī)架整體高為12m，兩個(gè)立柱之間的距離為1.8m，每個(gè)立柱的長(zhǎng)為360mm，寬為240mm，立柱兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向凹槽，以保證貨叉在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平穩(wěn)性；上橫梁為360*300中間空心的方鋼；下橫梁是厚度為300mm、寬為1200mm中空的鋼板，用以保證雙立柱巷道堆垛起重機(jī)的承載能力[15]。
6.3 其他裝置設(shè)計(jì)和選擇
6.3.1供電系統(tǒng)
由于堆垛機(jī)自身整體移動(dòng)的特點(diǎn)，所以移動(dòng)供電裝置一般采用滑觸供電裝置和電纜供電方法。堆垛機(jī)底部必須采用滑觸線供電方式，安全易于保養(yǎng)。這樣才能滿足高速度、無(wú)需檢修、耐用、無(wú)脫線的要求等。
6.3.2電氣設(shè)備
由于時(shí)間有限，本設(shè)計(jì)主要對(duì)堆垛機(jī)機(jī)械方面進(jìn)行系列研究，電器方面只能粗略介紹。主要包括電力拖動(dòng)、中央控制、局部檢測(cè)反饋和安全保護(hù)。在電力拖動(dòng)方面，當(dāng)前國(guó)內(nèi)用的最多的是交流變頻調(diào)速。堆垛機(jī)的中央控制一般采用可編程序控制器，計(jì)算機(jī)等。局部檢測(cè)反饋要求堆垛機(jī)必須具有自動(dòng)認(rèn)址、貨物檢測(cè)以及其他檢測(cè)等功能。
6.3.3天地軌
天地軌幾乎承載了整個(gè)堆垛機(jī)的全部重量，所以天地軌必須具備有足夠的強(qiáng)度和剛度。天軌可以固定在貨架或房頂上，地軌則固定在地面上。堆垛機(jī)最大作業(yè)范圍應(yīng)包含在天地軌的長(zhǎng)度內(nèi)，天地軌兩端頭應(yīng)安裝緩沖器。
（1）天地軌安裝后直線度公差如下：
地軌安裝后直線度公差在200mm
測(cè)量長(zhǎng)度應(yīng)不大于0.5mm
地軌全長(zhǎng)測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)應(yīng)不大于3mm
天軌安裝后直線度公差在200mm
測(cè)量長(zhǎng)度應(yīng)不大于0.5mm
天軌全長(zhǎng)測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)應(yīng)不大于4mm
（2）安裝后天地軌間相互位置公差
天軌上表面于地軌下表面之間距離誤差應(yīng)不大與8mm
天軌與地軌之間的水平錯(cuò)位不大于5mm
6.3.4操作設(shè)備
采用機(jī)載控制柜方式，控制柜安裝在堆垛機(jī)上，隨堆垛機(jī)運(yùn)動(dòng)，具有與中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊和交換數(shù)據(jù)的功能。出入口區(qū)域的地面上設(shè)有急停按鈕，當(dāng)堆垛機(jī)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，沒(méi)有按計(jì)劃停車，則可以按下急停按鈕緊急停車。正常狀況下，工作人員是不會(huì)進(jìn)入堆垛機(jī)內(nèi)作業(yè)，只有當(dāng)異常發(fā)生并需排除故障時(shí)，才可以從堆垛機(jī)上進(jìn)行手動(dòng)操作。此外，堆垛機(jī)每個(gè)部位都有自己相應(yīng)的代號(hào)，當(dāng)某一處發(fā)生故障時(shí)，堆垛機(jī)能將相應(yīng)的代號(hào)快速傳遞給中央計(jì)算機(jī)，并進(jìn)行跟蹤。直至徹底將隱患排除。
6.3.5操作模式
（1）在線操作
通過(guò)數(shù)據(jù)接受器接收由地面發(fā)出的存、取貨命令的紅外線，機(jī)載控制柜將這些命令傳達(dá)給各個(gè)電機(jī)，從而自動(dòng)完成存、取貨的操作，各個(gè)部位也會(huì)將堆垛機(jī)位置狀信息反饋給中央系統(tǒng)。
（2）自動(dòng)操作
通過(guò)在操作面板上輸入倉(cāng)位三維坐標(biāo)，堆垛機(jī)就會(huì)自動(dòng)完成一次存取貨的操作。
（3）手動(dòng)操作
使用手動(dòng)操作按鈕，人為的控制堆垛機(jī)在xyz各方向的動(dòng)作，這主要用于作業(yè)前簡(jiǎn)單的調(diào)試熱身工作。
6.4本章小結(jié)
本章主要結(jié)合車間，載荷大小，運(yùn)行速度對(duì)堆垛機(jī)的框架進(jìn)行了規(guī)劃設(shè)計(jì)。通過(guò)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)機(jī)架結(jié)構(gòu)合理，安全便宜，符合要求。
結(jié) 論
在物流發(fā)達(dá)的今天，距離已不再阻礙產(chǎn)品的交換，這就意味著全世界至少在中國(guó)，商品交易越來(lái)越公正化，透視化。又因?yàn)樵谥袊?guó)這一最大的社會(huì)主義國(guó)家，實(shí)現(xiàn)共同富裕這一中國(guó)夢(mèng)也小有成效。近些年，人們消費(fèi)水平普遍增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)各種各樣的產(chǎn)品需求越來(lái)越大。新鮮多樣的產(chǎn)品已不再是商家競(jìng)逐的目標(biāo)，相反生產(chǎn)廠家更愿意著力于更快更多的生產(chǎn)，然后快速銷售出去。那么誰(shuí)能夠更好的加速貨物流動(dòng)，誰(shuí)將是這個(gè)時(shí)代的佼佼者。而巷道式雙立柱堆垛機(jī)將是完成這一壯舉必不可少的工具，更好的幫助生產(chǎn)者立于不敗之地。因此我認(rèn)為，堆垛機(jī)將會(huì)迎來(lái)未來(lái)100年的昌盛。
本次“雙立柱巷道堆垛機(jī)設(shè)計(jì)”屬于機(jī)械設(shè)計(jì)，主要對(duì)機(jī)架設(shè)計(jì)以及堆垛機(jī)的幾個(gè)主要組成機(jī)構(gòu)之間相互協(xié)調(diào)，共同完成對(duì)貨物的存取，分析研究了堆垛機(jī)的運(yùn)行機(jī)理。通過(guò)本設(shè)計(jì)得出以下結(jié)論：
1.通過(guò)堆垛機(jī)的行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了主要零部件的尺寸及電動(dòng)機(jī)、減速器的選?。?
2.分析堆垛機(jī)提升機(jī)構(gòu)的工作原理，選取了合適的電機(jī)、鋼絲繩、卷筒等；
3.在貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)載荷，畫出貨叉的受力圖，并由彎矩，撓度，轉(zhuǎn)角公式，設(shè)計(jì)出貨叉的內(nèi)外部大致結(jié)構(gòu)尺寸，并對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)校核驗(yàn)算，最終設(shè)計(jì)出了滿足條件、的貨叉結(jié)構(gòu)。
最后，設(shè)計(jì)出了一種各部件配合緊湊、柔性大，靈敏度高、帶有安全保護(hù)裝置的雙立柱巷道式堆垛機(jī)。
致 謝
能順利完成本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，首先與我的指導(dǎo)老師王慧文老師的悉心教導(dǎo)分不開(kāi)的，在此，我先向王老師致以我深深的謝意！
本次論文設(shè)計(jì)從論文的選題、撰寫、修改直到打印完成自始自終都是在王老師的悉心指導(dǎo)和不斷勉勵(lì)下完成的王老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S使我受益非淺；王老師一絲不茍的鉆研精神，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，執(zhí)著忘我的工作作風(fēng)，獨(dú)樹(shù)一幟的思維方式，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在影響著我，一定讓我終身難忘。他的言傳身教，將會(huì)永遠(yuǎn)指導(dǎo)著我今后的學(xué)習(xí)和工作中勇往直前。
在此，還要感謝車輛工程專業(yè)的各位老師，在大學(xué)四年里給我專業(yè)知識(shí)上的教導(dǎo)以及進(jìn)行畢業(yè)論文工作中所給予的幫助，他們的不倦教誨和點(diǎn)撥定將成為我今日點(diǎn)滴知識(shí)的來(lái)源。
感謝圖書(shū)館、電子閱覽室的各位老師予以我的關(guān)心和幫助。
還要感謝我的學(xué)友和朋友對(duì)我的關(guān)心和幫助，他們的啟發(fā)和友愛(ài)互助的精神給予我論文寫作極大的幫助。
最后，再次向在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所有幫助過(guò)我的人表示忠心的感謝！
參 考 文 獻(xiàn)
1 委國(guó)辰.物流機(jī)械設(shè)備的運(yùn)用于管理：中國(guó)物資出版社，2002.3
2 姜大力，張劍芳.現(xiàn)代物流設(shè)備 ：首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)出版社，2004.4
3 秦同瞬，楊承新.物流機(jī)械技術(shù)：人民交通出版社，2003.5
4 常紅，孟初陽(yáng).物流機(jī)械：人民交通出版社，2003.5
5 王耀斌，簡(jiǎn)曉春.物流裝卸機(jī)械：人民交通出版社，2003.4
6 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第五卷：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.6
7 程乃士,減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.2
8 孔令中.現(xiàn)代物流設(shè)備與選用：北京工業(yè)出版社，2006.1
9 徐潁.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)下冊(cè)：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.5
10 中國(guó)機(jī)械工程協(xié)會(huì).中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.1
11 中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.1
12 大連理工大學(xué)工程畫教研室.機(jī)械制圖：高等教育出版社，2001.6
13 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)第七版：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.6
14 龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)第三版：高等教育出版社，2002.6
15 有軌巷道式高層貨架倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范，JB/T9018-1999
16 巷道式堆垛起重機(jī)形式與基本參數(shù)，JB/T2960-1999
17 有軌巷道式堆垛起重技術(shù)條件，JB/T7016-1993
18 有軌巷道式堆垛起重術(shù)語(yǔ)，JB/T5319.1-1991
19 有軌巷道式堆垛起重技安全規(guī)范，JB/T5319.2-1991
20 Solidworks.Solidworks 2001 AOI Help [EB/OL].2001
21 OMRON CORPORATION.CPM2A 可編程控制器程序設(shè)計(jì)手[Z].1999
22 Yong Huang and Seiji Yansuno bu.A practical design method